一起引風機失速異常原因探討與控制措施

蔡篤強 陳俄云

【摘 ?要】大功率軸流風機以其效率高、能耗低的特點在大容量火電機組中得到了廣泛的應用。引風機大多采用可調靜葉軸流風機。軸流風機的失速和喘振是機組運行中常見的故障，嚴重制約了機組的安全經濟運行。在對低溫省煤器進行改造、增加低再熱面、在脫硝系統(tǒng)中增加一層催化劑后，當增壓風機運行旁路時，第三級機組經常發(fā)生風浪和失速事件。本文著重分析了產生失速的原因及對策。

【關鍵詞】引風機;失速異常;原因;控制措施

1設備概況介紹

某電廠共有兩臺4×350MW超臨界機組，每臺機組配兩臺引風機，引風機型號HU25246-222G，為成都電力機械廠的動葉可調軸流風機，電機功率3900kW，額定電流447A，風機設計BMCR工況全壓11.5kPa。

2引風機失速機理

當風機處于正常工作狀態(tài)時，迎角很?。饬鞣较蚺c葉弦的夾角為迎角），通過繞過翼型葉片，氣流保持流線狀態(tài)。當氣流與葉片入口的正入射角大于臨界值時，葉片背面的流動狀況開始惡化，邊界層被破壞，葉片后端出現渦流區(qū)，即“失速”現象。攻角大于臨界值越大，失速現象越嚴重，流體流動阻力越大，葉片通道阻塞，風機風壓也急劇下降。

3失速原因分析

3.1#3機組長周期運行400天，煙道阻力明顯增加，通常在290MW時引風機動葉已經全開，從風機性能曲線可以明顯看出風機已處于不穩(wěn)定區(qū)域的邊緣處，運行工況稍有擾動風機就會進入失速區(qū)。

3.2空預器漏風較設計值明顯增大，通過電科院技術人員測試A/B空預器漏風率達15%/10%，遠遠超過設計值。大量空氣通過空預器漏入煙氣側，煙氣容積流量增大，漏風點后煙道阻力相應增大，引風機的工作點進一步沿阻力特性曲線向右上方移動，靠近理論失速線，風機安全裕量進一步降低。

3.3引增合一后，引風機出口脫硫煙道阻力因煤質硫分增加而增大。據統(tǒng)計，燃煤硫分較去年同期增加約0.5%，同工況下引風機出口壓力增加約2kPa;燃煤熱值低于同期約120kcal，而入爐煤的熱值降低、煤量增加又直接使得鍋爐煙氣的實際容積流量高于額定工況下的設計值流量，煙氣流量的增加必然導致煙氣系統(tǒng)阻力增大，引風機的工作點沿阻力特性曲線向右上方移動，風機安全裕量大大降低。

3.4脫硝系統(tǒng)噴氨量存在分布不均、過噴現象，導致空預器冷端換熱元件硫酸氫氨板結，空預器差壓高負荷時高達3.5kPa，遠高于正常運行差壓高報警值1.5kPa，導致引風機進出口靜壓差大大增加，引風機的工作點沿阻力特性曲線向右上方移動，風機發(fā)生失速的風險明顯增大。

3.5因未按規(guī)定沖洗，脫硫吸收塔除霧器差壓較設計值明顯增大，最高達2000Pa。通過調取以前除霧器正常運行狀況時參數得知，原來除塵器差壓在高負荷時只有280Pa。除塵器差壓較原來增加1700Pa，導致引風機出口阻力大大增加，引風機靜壓差也隨之顯著增加，高負荷工況，引風機的靜壓差會超過風機廠規(guī)定的設計值，風機會進入失速區(qū)。

3.6操作人員技術水平不足，專業(yè)培訓不足。對于引風機的正常運行，應監(jiān)測哪些參數，如何在沒有重點培訓的情況下判斷引風機處于不穩(wěn)定區(qū)域，當引風機處于失速狀態(tài)時，操作人員不能正確判斷并及時采取措施，導致引風機失速。

4處理原則和預防措施

4.1機組在高負荷時，引風機失速特別大，處理不當會導致爐內超壓和鍋爐滅火。處理原則：一是快速降低機組負荷，手動停兩一臺磨煤機，減少送風量，控制爐膛負壓。其次，及時自動切除失速引風機的動葉，使失速引風機的動葉迅速閉合到60%左右，使失速風機與失速區(qū)分離，避免風機長失速、共振和損壞。

4.1入爐煤質量與設計煤質量偏差控制在允許的合理范圍內，特別是發(fā)熱量、硫含量、灰份。每天定期對爐內煤質進行檢測，發(fā)現偏差及時調整給煤方式。同時，要保證入廠煤的煤質穩(wěn)定，細化操作人員，保證機組高負荷鍋爐系統(tǒng)的正常運行，保證煙氣量在設計范圍內，避免誘發(fā)DR的運行。惡劣條件下的后風扇。

4.3在DCS畫面增加風機出入口靜壓差報警，當風機靜壓差達到11.5kPa時報警，提示運行人員風機已接近失速區(qū)，應停止增加負荷。同時增加兩臺風機電流偏差大于30A報警，提醒運行人員及時調整偏差，保證兩臺風機出力平衡。增加風機動葉開度大于90%及風機電流大于340A報警，避免風機過負荷。

4.4定期設置風機失速報警開關，通過檢修機會檢查風機失速探頭的安裝位置，確保達到報警值時必須觸發(fā)報警。風機失速主要是由局部失速引起的，但當局部失速發(fā)生時，風機的風量、壓力、電流變化不大，難以從參數判斷。因此，風扇失速探頭的靈敏度是決定能否提前檢測到失速的關鍵因素。發(fā)生失速事故時，失速報警未動作，失去提醒操作人員調整的功能。因此，必須不斷進行試驗，科學調整失速開關的整定值，定期仔細檢查失速部件，保證失速裝置的準確可靠運行。

4.5加強空氣預熱器漏風率的控制。在正常運行中，應定期測量空氣預熱器漏風率，認真分析漏風率高的原因?？諝忸A熱器的密封部件應通過停機檢修機會進行檢查，更換損壞的密封件，調整密封間隙，保證空氣預熱器漏風率在設計值范圍內。

4.6加強對煙氣負壓系統(tǒng)漏風的控制，發(fā)現漏點及時封堵，盡量減少煙氣量。

4.7嚴格控制反硝化系統(tǒng)的進氨量，調整燃燒盡量減少氮氧化物的生成，合理優(yōu)化進氨方案，保證各噴嘴進氨量均勻分布，加強氨逃逸率監(jiān)測，發(fā)現異常及時調整。

4.8密切監(jiān)測空氣預熱器壓差變化趨勢，及時分析壓差升高的原因，采取措施。通過增加吹灰次數、提高空氣預熱器冷端溫度、控制注氨量，可以降低空氣預熱器的壓差。如果采取上述措施后壓差沒有下降，應果斷進行空氣預熱器在線清洗，可以有效降低空氣預熱器壓差。同時，應利用檢修機會徹底清除空氣預熱器內熱元件的積聚。

4.9嚴格執(zhí)行吸收塔、除塵器沖洗規(guī)程，不僅要保證沖洗頻率，還要保證沖洗壓力。在DCS畫面上增加除塵器壓差和吸收塔高I/II壓力報警值，方便操作人員及時發(fā)現異常。

4.10通過模擬機和事故演練，加強對操作人員的技術水平培訓，有效避免了風機失速事故的發(fā)生，使操作人員能夠冷靜地處理失速事故。

5結論

隨著負荷的增加，兩級可調葉片軸流引風機工作點逐漸接近理論失速線，風機安全裕度逐漸減小。負載越高，風扇失速的可能性就越大。正常運行時，入爐煤發(fā)熱量與設計煤發(fā)熱量的偏差應在規(guī)定范圍內，并不得嚴重低于設計煤發(fā)熱量。否則，在高負荷條件下，煤量遠遠大于設計值，煙氣量將大大增加。同時，要加強空氣預熱器和煙氣漏風的控制，避免大量空氣漏入煙氣，導致煙氣量和煙氣阻力異常增大，嚴重威脅風機的安全運行?？傊仨毑粩鄬嵤┰O備管理和優(yōu)化調整，確保風機在穩(wěn)定區(qū)域工作，避免風機失速。大功率軸流風機以其效率高、能耗低等特點被越來越多的大容量火電機組所廣泛應用。引風機大多采用可調靜葉軸流風機。軸流風機的失速和喘振是機組運行中常見的故障，嚴重制約了機組的安全經濟運行。在對低溫省煤器進行改造、增加低再受熱面、在脫硝系統(tǒng)中增加一層催化劑后，當增壓風機運行旁路時，第三級機組經常發(fā)生風浪和失速事件。本文主要探討了失速的原因及對策。

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（作者單位：華能海南發(fā)電股份有限公司東方電廠）